הידען - Hayadan

מחלצים את עשן הסיגריות

יונתן שנהב ·

Summary: מדיניות האתר היא כמובן נגד עישון, אבל עדיין יש עניין בפיסיקה של העשן - למה עשן סיגריות בתוך הרכב רוצה לצאת החוצה? חוק ברנולי קובע שעבור זורם בעל פונקציית זרם האנרגיה לאורך הקו קבועה. במילים פשוטות, אם ניתן להצביע על חלקיק זרם מים לכל אורך מסלולו (אין סירקולציה או עירבוב ) אזי לאורך מסלול זה האנרגיה של החלקיק קבועה, והיא רק משנה צורתה. זאת בהנחה שלא הוספנו או גרענו חיצונית…

מדיניות האתר היא כמובן נגד עישון, אבל עדיין יש עניין בפיסיקה של העשן - למה עשן סיגריות בתוך הרכב רוצה לצאת החוצה?

חוק ברנולי קובע שעבור זורם בעל פונקציית זרם האנרגיה לאורך הקו קבועה. במילים פשוטות, אם ניתן להצביע על חלקיק זרם מים לכל אורך מסלולו (אין סירקולציה או עירבוב ) אזי לאורך מסלול זה האנרגיה של החלקיק קבועה, והיא רק משנה צורתה. זאת בהנחה שלא הוספנו או גרענו חיצונית מהאנרגיה שלו ע"י משאבה ,טורבינה או חיכוך. האנרגיה יכולה לשנות צורה מאנרגיית לחץ סטטי על הדפנות לאנרגיית מהירות או אנרגיית גובה (פוטנציאל גובה). אם אחד מהגורמים הללו עולה, סכום האחרים חייב לקטון. במקרה של עשן סיגריות, הלחץ בתוך הרכב לעולם יהיה גבוה מזה שבחוץ, מכיוון שמהירות הזרימה בתוכו נמוכה.

אוויר (ועימו העשן) זורם מלחץ גבוה לנמוך. ככל שהרכב ייסע מהר יותר העשן יצא מהר יותר מהחלון, כי הפרש הלחצים יהיה גדול יותר. זו גם הסיבה שלפעמים פותחים חלון בבית והאוויר לא נכנס. האוויר לא רוצה להיכנס למקום עם לחץ אוויר גדול ממקום של לחץ אוויר נמוך. ניאלץ במקרה כזה לפתוח עוד חלון, עדיף בצד השני של הבית. נשים לב שבמזגנים ברכב אם שמים סירקולציה פנימית מופעל מאוורר. אבל אם שמים סירקולציה חיצונית האוויר מגיע מבחוץ. כלומר אם נפתח חלון האוויר במצב זה יכנס בספיקה גדולה פי כמה מאשר עם חלונות סגורים - האוויר מסרב להיכנס לרכב עם הלחץ הגבוה. ניסוי נחמד שהרבה מכירים ומדגים טוב את הרעיון הוא לקחת פאן (מייבש שיער) ולהפעיל אותו כשהוא פונה למעלה. אז נשים כדור פינג פונג מעל האוויר החם, והכדור יקפץ באוויר אבל לא יפול לצדדים, בגלל הפרשי לחצים.

 

למה משאבות תמיד יהיו בעומק הבאר ולא למעלה?

בקצרה, קל לדחוף מים וקשה למשוך אותם. כשאנחנו שותים מים עם קש אנו לא מושכים מים אלא יוצרים תת לחץ במעלה הקש והוא זה שמושך את המים. ככל שהקש ארוך יותר ניאלץ להוריד את הלחץ במעלה הקש, וכשנגיע לעמודת מים של 10 מטר (שוות ערך ללחץ של אטמוספירה אחת של מים) לא נוכל להאריך יותר את הקש. למעשה, גם אם ניצור וואקום מוחלט בקצה הקש לא נוכל להעלות יותר מים בעמודה שגבוהה מעשרה מטר. המים נעים במעלה הקש בגלל הלחץ האטמוספירי במפלס המים, כך שריק מוחלט בקש יתן הפרש לחצים מקסימאלי של אטמוספירה אחת. לכן מתכנני צנרת יעדיפו לשים את המשאבה בתחתית המאגר, ולהעניק למים את תוספת הלחץ לפני העליה לפני הקרקע.